(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非可動化される身体の一部に合致するように適合させた熱可塑性材料でできているシートを含む、身体の一部を非可動化するための非可動化装置であって、該熱可塑性材料が薄片化されている少なくとも１種のナノ充填材を含有する非可動化装置。
【請求項２】
前記少なくとも１種のナノ充填材が、層状薄片構造を有する有機変性鉱物、多壁管状構造を有する有機変性鉱物、多壁カーボンナノチューブ、およびこれらの材料のうちの２種以上の混合物からなる群から選択される請求項１に記載の非可動化装置。
【請求項３】
前記熱可塑性材料が該熱可塑性材料の重量に対して１〜１５重量％の有機変性クレーを含有する請求項１または２に記載の非可動化装置。
【請求項４】
前記熱可塑性材料が該熱可塑性材料の重量に対して０．０１〜１０重量％のカーボンナノチューブを含有する請求項１〜３のいずれかに記載の非可動化装置。
【請求項５】
前記有機変性鉱物が、アルキルアンモニウム化合物を含有する請求項２に記載の非可動化装置。
【請求項６】
前記アルキルアンモニウム化合物が、ＯＨ、ＣＯＯＨ、アルキル基、アリール基またはそれらの２種以上からなる群から選択される官能基を１種または複数種含有する請求項５に記載の非可動化装置。
【請求項７】
前記熱可塑性材料が、熱可塑性エラストマー、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性ポリイソプレン、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンまたはこれらの材料のうちの２種または複数種のブレンドまたは組み合わせ物からなる群から選択される請求項１〜６のいずれかに記載の非可動化装置。
【請求項８】
前記熱可塑性材料が、熱可塑性ポリウレタン、アイソタクチックポリプロピレン、エチレンと１−ブテンのコポリマー、エチレンと１−オクテンのコポリマー、ポリ−ε−カプロラクトン、ε−ポリカプロラクトンを含む熱可塑性ポリウレタン、またはこれらの材料のうちの２種またはそれ以上の種のブレンドまたは組み合わせ物からなる群から選択される請求項１〜７のいずれかに記載の非可動化装置。
【請求項９】
前記熱可塑性材料が、ε−ポリカプロラクトンおよびさらなる熱可塑性材料の混合物を含む請求項７または８に記載の非可動化装置。
【請求項１０】
前記シートが少なくとも６５０ＭＰａの曲げ弾性率を有する請求項１〜９のいずれかに記載の非可動化装置。
【請求項１１】
前記シートが該シートの厚みを貫通して延びる複数の穿孔を有する請求項１〜１０のいずれかに記載の非可動化装置。
【請求項１２】
前記シートが０．５〜３．２ｍｍの厚みを有する請求項１〜１１のいずれかに記載の非可動化装置。
【請求項１３】
層状薄片構造または多壁管状構造を有する有機変性鉱物、および多壁管状構造を有するカーボンナノチューブ、またはこれらの材料のうちの２種以上の混合物からなる群から選択される少なくとも１種の薄片化ナノ充填材を含有する熱可塑性材料の使用であって、身体の一部を非可動化する請求項１〜１２のいずれかに記載の非可動化装置を製造するための使用。
【請求項１４】
熱可塑性ポリマー９５〜７０重量％およびナノ充填材５〜３０重量％を含有するマスターバッチをさらなる熱可塑性ポリマーと溶融および混合して、非可動化装置用シート材料の製造のためのナノ充填材含有熱可塑性材料を製造する請求項１３に記載の使用。
【請求項１５】
少なくとも１種の薄片化ナノ充填材を含有する熱可塑性材料シートの使用であって、請求項１〜１２のいずれかに記載の身体の一部を非可動化する非可動化装置を製造するための使用。
【請求項１６】
請求項１〜１２のいずれかに記載の非可動化装置を製造するための方法であって、少なくとも１種のナノ充填材を含有する熱可塑性材料シートを、水浴中または気体雰囲気下、該熱可塑性材料が溶融する温度に加熱し、非可動化される部分へ位置決めし、成形し、放置して冷却する方法。
【請求項１７】
前記熱可塑性材料が該熱可塑性材料の重量に対して２〜１０重量％の有機変性クレーを含有する請求項１または２に記載の非可動化装置。
【請求項１８】
前記熱可塑性材料が該熱可塑性材料の重量に対して３〜５重量％の有機変性クレーを含有する請求項１または２に記載の非可動化装置。
【請求項１９】
前記熱可塑性材料が該熱可塑性材料の重量に対して０．１〜５重量％のカーボンナノチューブを含有する請求項１〜３のいずれかに記載の非可動化装置。
【請求項２０】
前記有機変性鉱物が、アルキル基の炭素原子数が少なくとも１４であるアルキルアンモニウム化合物を含有する請求項２に記載の非可動化装置。
【請求項２１】
前記シートが少なくとも１０００ＭＰａの曲げ弾性率を有する請求項１〜９のいずれかに記載の非可動化装置。
【請求項２２】
前記シートが０．５〜２．０ｍｍの厚みを有する請求項１〜１１のいずれかに記載の非可動化装置。
【請求項２３】
前記シートが１．７５〜１．５ｍｍの厚みを有する請求項１〜１１のいずれかに記載の非可動化装置。
【請求項２４】
前記シートが１．１〜１．３ｍｍの厚みを有する請求項１〜１１のいずれかに記載の非可動化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文のように、非可動化されるべき身体の一部の形状に合致するように適合させた熱可塑性材料シートを含む、身体の一部を非可動化するための非可動化装置（immobilization device）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固定および非可動化装置またはテンプレート（templates）を用いて身体の一部を固定することは、矯正および補綴、身体のリハビリテーション、ならびに放射線腫瘍学および画像診断のような用途において周知の技術になっている。このような用途、特に身体のリハビリテーションでは以下の事柄が要求されている：非可動化装置は直接的に患者の身につけて活性温度で成形できること；非可動化装置は良好な機械的特性および表面仕上げを示し、患者にとって軽量で快適なこと。放射線腫瘍学においては、非可動化装置は放射線に対して透明であること、および標的部分を放射線源に対して正確で再現可能な位置で非可動化し、これにより、非可動化された身体の一部が放射線源に対して動く可能性を制限させることが望まれている。特に、例えば強度変調放射線治療、画像誘導放射線治療、定位放射線治療または定位手術などの高精度な処置、または例えば陽子線治療などの高エネルギー線による処置において、標的を極めて注意深く明示および描写することが必要な場合、非可動化装置は、対象となる解剖学的領域の、正確で、高精密な、かつ再現性のある再度の位置決め（repositioning）を可能にしなければならず、また２ｍｍ未満の移動制限を保証して、周囲の健康組織への最小の被爆リスクで放射線が標的に届くのを確保しなければならない。非可動化装置の他の用途として、身体のリハビリテーション用途および整形外科用途、例えば副木（splints）およびブレース（braces）において、炎症または損傷した関節を非可動化および保護するための用途、靱帯および骨折および筋肉組織および足治療を支持および非可動化するための用途、例えば靴の中敷（フットベッド）用途が挙げられる。
【０００３】
上記した用途での使用に適した固定または非可動化装置を製造するために、通常はシート状熱可塑性材料が使用され、非可動化される身体の一部にできるだけ良好に合致するように成形される。非可動化が必要な部分の形状の押込式金型とともに、溶融温度が高い熱可塑性樹脂が使用される。長年にわたり、想定される用途の特定要件にあう材料に向かって連続的な発展がなされている。非可動化される身体の一部に直接的に成形されてもよい熱可塑性材料シートの使用は、最高精度での非可動化の達成を可能にし、すなわち非可動化装置の寸法および形状は身体の一部が非可動化される位置において個々の患者に直接的に適応し、また非可動化装置を再成形する間に適応するため、著しい注目を浴びている。このような直接成形を可能にするためには、熱可塑性材料は身体が耐えられるような十分に低温の溶融温度を有さなければならない。その上、当該材料が溶融状態で十分な二次成形適性および弾性を示さなければならない時間は、成形が可能なほど十分に長い時間であるが、成形が完了した後は臨床時間を節約したり、変形に対するリスクを最小化したりできるほど長すぎない時間である。身体の一部への直接成形に特に適した熱可塑性材料はε−ポリカプロラクトンである。ε−ポリカプロラクトンシートは、実際には、温水浴中、当該材料の軟化および溶融が達成される十分に長い時間の間、加熱された後、非可動化される身体の一部に適用され、当該身体の一部に合致するように適合させ、冷却させる。
【０００４】
このような熱可塑性材料から製造された非可動化装置またはテンプレートは一定の厚みを有して、要求される機械的特性を提供することが必要である。特に当該材料は、当該装置の変形に対するリスクおよび当該身体の一部の運動能力を最小化するほど十分に高い屈曲弾性率（bending modulus）を有さなければならない。当該材料はまた、非可動化装置の使用中に高い安定性を提供しなければならない。安定性とは、非可動化装置による非可動化時において、非可動化装置または放射線源に対する当該身体の部分の動きを制限することを意味している。安定性が高いほど、非可動化条件下で当該身体の部分を動かすことは困難である。快適さを改善し、かつ当該材料を通した水分の蒸発を可能にするために、当該材料は穿孔されている。しかしながら、穿孔の存在は当該材料の剛さおよび装置の安定性を低下させる。
【０００５】
さらには、熱可塑性樹脂は溶融温度から冷却されるとき結晶化により収縮する。非可動化装置は通常、非可動化が必要な身体の一部にぴったり合うように既に成形されているので、冷却および結晶化の後、このような収縮は通常、過度に窮屈な装着をもたらす。当該熱可塑性材料は、成形および結晶化のあとに続く数時間または数日間の間、アニーリングを示し、当該アニーリングは通常、さらなる収縮に結び付く。その結果、装置は過度に窮屈に装着されるので、非可動化装置の内面と患者との接触を不快にさせる。結晶化による収縮率は通常、材料の種類およびテンプレートのジオメトリカル（geometrical）な設計および寸法に依存する。
【０００６】
患者への快適さを改善するために、ＵＳ−Ａ−３，９５７，２６２号公報明細書には、診察されない患者の頭の後部を受けて支持するキャップ形態のヘッドピース（headpiece）を使用することが開示されている。患者の頭は、顎制止部材（chin restrainer）および額制止部材（forehead restrainer）によりキャップ内の一定の位置で動かないようにされる。ヘッドピースの内部は、当該ヘッドピースにより支持される患者の頭の後部の寸法および形状に合致する軟質ゴム発泡体で製造されている。その結果、ヘッドピース内で多少の動きが可能であり、許容されることもあるが、正確な再度の位置決めは保証することができない。当該身体の一部が時間をかけて変化する寸法にキャップの形状および寸法を適応させることを可能にする方法は提供されていない。
【０００７】
非可動化装置により提供される不快さを減少させる別の試みにおいては、熱可塑性材料の重量を、当該材料の密度を減少させることにより、また発泡した熱可塑性材料を使用することにより、減少させている。オリフィット・インダストリーズ社のＷＯ９６１１２２６号公報明細書によれば、ε−ポリカプロラクトンでの発泡ポリマー微小球６重量％の混合により、純粋にε−ポリカプロラクトンを基礎原料とした熱可塑性シートと比較して、体積単位あたりの重量を減少させることができた。当該材料は非常に上手く成形できるようであり、良好な表面仕上げを示し、患者に良好な快適さを提供した。しかしながら、屈曲弾性率の約４００ＭＰａへの低下を受け入れなければならなかった。
【０００８】
剛性および安定性を改善させるためのさらなる試みにおいては、ＥＰ−Ａ−１．５８２．１８７号公報明細書により、非可動化される身体の一部を被覆するための第１部分を備えたハイブリッドマスクが開示されている。このような第１部分は複数の孔を備えたウェブまたはネットの形態を取る熱可塑性材料から製造されており、皮膚からの水分を蒸発させている。マスクの安定性を改善させることを目的として、第１部分の縁に沿って、二重材料厚みが採用されており、屈曲弾性率を局部的に増大させている。第１部分の縁はファスナーに連結されており、患者の位置決めテーブルにマスクを固定するのを可能にしている。熱可塑性材料の厚みは、想定される剛さ、剛性および安定性に応じて、かつ穿孔についての多孔性または数および寸法に応じて、１〜５ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍの間で変化する。
【０００９】
非可動化装置の実際の例は、通常、厚み１．６〜４．２ｍｍの熱可塑性シートから製造されている。現行の非可動化装置および当該装置の製造に使用される熱可塑性材料が直面する問題を分析すると、非可動化を改善させる試みにおいては、シート材料は密度を低減させて開発されおり、結果として、より高い屈曲弾性率または曲げ弾性率（flexural modulus）を得て、かつ安定性を改善させるために、熱可塑性材料厚の増大が容認されているので、患者に対してあまり快適さを付与することがない、ということが明らかになった。
【００１０】
このように、患者に対して改善された快適さを提供するが、機械的特性に屈服しない非可動化装置の必要性が存在する。一方で、機械的特性が改善された非可動化装置の必要性がまだ存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＵＳ−Ａ−３，９５７，２６２号公報明細書
【特許文献２】ＷＯ９６１１２２６号公報明細書
【特許文献３】ＥＰ−Ａ−１．５８２．１８７号公報明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明は、改善された安定性を示すが、患者に対してより十分な快適性のある、身体の一部または複数の部分を非可動化するための非可動化装置を提供することを目的とする。本発明の構造物においては、安定性とは、非可動化状態にあるとき、非可動化装置または放射線源に対する当該身体の複数の部分の動きを制限する性質を意味する。非可動化状態とは、例えば、当該装置が当該身体の部分を覆って支持体表面に定着または固定される状態を意味する。装置の存在により、動きは１．５〜５ｍｍに制限される。安定性は特に、身体の非可動化部分が当該非可動化装置および固定プレート／テーブルまたは照射源に対してぐらぐらするのを制限する性質を意味する。
【００１３】
本発明は特に、非可動化が必要なヒトの身体の部分への熱可塑性シート材料の直接成形により製造することができ、これにより、矯正および補綴、身体のリハビリテーション、および放射線腫瘍学のような医療用途での使用に特に適した非可動化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
安定性が改善された非可動化装置は、第１請求項における特徴部分の技術的特徴を備えた本発明により達成される。
【００１５】
当該非可動化装置は熱可塑性材料が薄片化されている少なくとも１種のナノ充填材を含有することを特徴としている。
【００１６】
本発明の範囲内において、薄片化という用語はナノ充填材の特質による薄片化（exfoliated）または解離（disaggregated）を意味する。
【００１７】
本発明の発明者等は、ナノ充填材を熱可塑性材料に、当該ナノ充填材が薄片化されるように、混合することにより、複合シート材料の屈曲弾性率または曲げ弾性率を通常は２倍まで有意に増大させ得ることを見い出した。このことは、安定性がより良好な非可動化装置が得られる、というように、非可動化装置において重要なことである。特に放射線治療においては、放射線は標的に集中させることが必要であり、また周囲組織の被爆は最小に減らす必要があり、このため当該身体の部分を動かしたり、ぐらぐらさせたりする非可動化装置の可能性は最小に低減しなければならないので、非可動化装置の安定性は焦点であった。
【００１８】
曲げ弾性率を増大させることができるという事実は、このような用途で必要とされる非可動化装置の安定性および機械的特性について妥協をもたらすことなく、複合熱可塑性シートのシート厚を減少させるのを可能にした。非可動化装置の製造に使用される熱可塑性シートの厚みは、充填材を含有しない熱可塑性材料の８０％以下、通常は６０％以下になるように、減少させることができる。このことは、製造時における原材料およびエネルギー消費の節約を可能にする。先行技術においては、非可動化装置の製造に使用される熱可塑性シートの厚みは通常、約２〜４．２ｍｍであった。本発明により、熱可塑性シートの厚みは約１．６ｍｍまたは１．４ｍｍまで、通常は約１．２ｍｍまで減少させることができ、これにより、少なくとも充填材不含熱可塑性材料と同じくらい良好な、通常は当該材料よりもっと良好な安定性および曲げ弾性率が達成される。
【００１９】
シート厚の減少は今度は照射、特にＸ線照射に対する改善された材料の透明性をもたらす。本発明の発明者等により、ナノ充填材の提案した濃度での存在は、同じ厚みで充填材を含有しない場合と比較して、Ｘ線透明性に影響を与えないことが認められた。このことは、非可動化装置の材料が通常は過剰に照射を吸収するために、処理の効率を減少させ、また皮膚を損傷させ得る電子線照射の二次的影響を生じさせる現行の非可動化装置に存在する問題を解決する。
【００２０】
本発明の発明者等により、さらに、ナノ充填材の添加により、熱可塑性材料の耐磨耗性および耐引掻性が有意に改善され、個人的に成形された非可動化装置の寿命および表面品質が改善されることが認められた。このことは、使用中に過酷な状態にさらされることがある用途、例えば、腕、脚、手、足およびそれらの複数の部分の非可動化に使用される副木のような用途において特に有利である。
【００２１】
現行の非可動化装置と比較して解決することができる、さらなる問題は、薄片化されたナノ充填材の存在により、溶融状態からの冷却および結晶化による非可動化装置の収縮率が低減され得るということであり、このように収縮力は低減されるので、快適さに関連する重要な改善として感じられるだろう。多少の収縮は起こるが、収縮率は充填材不含熱可塑性材料よりも小さいものである。収縮率は特に、充填材不含材料と比較して、３０〜４０％低減することができた。非可動化装置は通常は非可動化が必要な身体の一部にぴったり合うように成形されるので、このことは有利である。結晶化時およびその後に起こる収縮は、非可動化装置を溶融状態で適合させたときに過度に窮屈に適合させることがあるという作用があるので、不快さを提供し、痛みを伴うものである。それに加えて、非可動化装置の貯蔵時におけるアニーリング中に頻繁に起こるさらなる収縮のリスクがその上、低減される。非可動化装置は通常、非可動化される身体の一部にかなりきつく適合させるように成形されるので、このことは重要である。このように本発明は非可動化装置により発揮される収縮率および収縮力の低減を可能にする一方で、当該装置により発揮される安定性または固定力を維持し、通常は改善する。
【００２２】
少なくとも１種のナノ充填材は、層状薄片構造（a layered, lamellar structure）を有する有機変性鉱物、多壁管状構造を有する有機変性鉱物、多壁カーボンナノチューブ、およびこれらの材料のうちの２種以上の混合物からなる群から選択されることが好ましい。
【００２３】
熱可塑性材料は当該熱可塑性母材の重量に対して１〜１５重量％の層状薄片構造のナノ鉱物としての有機変性クレーを含有することが好ましく、より好ましくは２〜１０重量％、さらに好ましくは３〜５重量％の鉱物系ナノ充填材を含有する。鉱物系ナノ充填材を上記に規定の濃度で使用することにより、熱可塑性材料中において当該ナノ粒子の薄片化およびその均一な分散を達成することができる。このことは、当該材料の均一な機械的特性の達成を可能にするためには重要である。濃度が１重量％未満であると、曲げ弾性率についての効果が低下する。濃度が１０重量％超であると、熱可塑性材料−クレーナノ充填材の混合物の粘度が、当該混合物の取り扱いおよび加工処理がますます困難になる値まで増大し、Ｘ線に対する透明性が低下し、ナノ充填材濃度の増大が必ずしも機械的特性のさらなる改善をもたらさない。透明熱可塑性樹脂を使用する場合には、ナノクレー充填材の濃度が増大すると、当該材料自体の透明性は低下する。例えば、ε−ポリカプロラクトンは溶融状態で透明であり、このことは最適な成形温度を示すためには重要である。
【００２４】
ナノ充填材の分散および薄片化はナノ充填材の混合により起こる粘度の上昇に起因するものと考えられ、その結果として、熱可塑性材料中において薄片化されたナノ粒子の微細分布が形成される。所望の安定性および機械的特性を達成するために混合されるナノ充填材の量は、ナノ充填材および熱可塑性材料の種類および混和性、複合熱可塑性シートの厚み、用途の種類等に依存するものである。熱可塑性材料に混合することができるナノ充填材の濃度も同様にナノ充填材の種類および熱可塑性ポリマーの種類に依存する。
【００２５】
熱可塑性材料は当該熱可塑性材料の重量に対して０．０１〜１０重量％、好ましくは０．１〜５重量％のカーボンナノチューブを含有することが好ましい。所望の効果を達成するために混合することが必要なナノカーボンチューブの量および混合することができる濃度は、ナノ充填材の種類、熱可塑性ポリマーの種類、および当該２種の材料の混和性に依存するものである。濃度が０．５重量％未満であると、曲げ弾性率についての効果が低下し、濃度が３重量％超であると、熱可塑性材料−ナノ充填材の混合物の粘度が、当該混合物の取り扱いおよび加工処理がますます困難になる値まで増大する。濃度が７重量％超であると、時には５重量％超であると、カーボンナノチューブ含有量の増大が必ずしも機械的特性のさらなる改善をもたらさない。
【００２６】
本発明の発明者等により、カーボンナノチューブを含有する熱可塑性シートは熱伝導性および電気導電性を有することが認められた。電気導電性はカーボンナノチューブの種類および濃度、熱可塑性材料の種類、および熱可塑性材料中におけるカーボンナノ粒子の分散の程度に依存することが見いだされた。分散されたカーボンナノ粒子を含有する熱可塑性シートは、電気導電特性のために、電流を適用することにより直接的な方法で加熱することができる。直接的な加熱法を採用する利点、または熱水浴を使用させることなく、代わりにオーブン中、またはマイクロ波を用いて、例えば、空気などの気体雰囲気下で行われる乾式法で熱可塑性シートを加熱する利点は、熱可塑性シートを成形するための残りの時間が長くなる、ということである。水浴中で加熱される熱可塑性シートは冷却および結晶化がより高速であるようである。
【００２７】
複合熱可塑性材料の結晶化速度を制御する必要がある場合、２種以上の熱可塑性材料の混合物を用いて熱可塑性シート材料を製造してもよい。ナノ粒子は結晶化核として作用するものと考えられているので、当該ナノ粒子は、分散される熱可塑性材料の結晶化速度を増大させる。想定される用途の種類に応じて、結晶化を促進させる必要があってもよいし、または結晶化を減速させる必要があってもよい。個人専用のものとされる非可動化装置においては、通常は、複合熱可塑性材料の結晶化を減速させて、当該材料の軟化および／または溶融のための加熱後に、成形のための十分な時間を残しておく必要がある。当業者は、所望の結晶化速度を達成するのに適した複数の熱可塑性ポリマーの混合物を選択することができる。複数の熱可塑性材料の混合物を使用することを考える場合でも、少なくとも１種の当該材料はε−ポリカプロラクトンであることが好ましい。
【００２８】
ナノ充填材を含有する熱可塑性シートは少なくとも６５０ＭＰａ、好ましくは少なくとも７５０ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１０００ＭＰａ以上の曲げ弾性率を有する。しかしながら、曲げ弾性率は通常、ナノ充填材の濃度および種類、ならびに熱可塑性材料の種類に依存するものである。本発明によれば、当該曲げ弾性率はＡＳＴＭ法ｎｒＤ７９０に従って測定される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、頭の非可動化のための、本発明の非可動化装置の一例を示す。
【図２】図２は、手の非可動化のための副木の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の構造物の範囲内において、ナノ充填材はアスペクト比、すなわち長さの直径に対する比率、が高い材料であるか、または表面の厚みに対する比率が高い材料である。
【００３１】
ナノ充填材としての使用に適した材料として、例えば、層状薄片構造または層状管状構造を有する鉱物が挙げられる。層状薄片型鉱物材料の具体例として、層状シリケート類、混合酸化アルミニウム−シリシウムジオキシド（silicium dioxide）鉱物、例えばクレー（clays）、特にフィロシリケート類（phyllosilicates）、例えばモンモリロナイト（montmorillonite）、ノントロナイト（nontronite）、ベイデライト（beidelite）、ボルコンスコイト（volkonskoite）、ヘクトライト（hectorite）、サポナイト（saponite）、サウコナイト（sauconite）、マガジアイト（magadiite）、メドモナイト（medmonite）、フルオロ−ヘクトライト（fluoro-hectorite）、バーミキュライト（vermiculite）、カオリナイト（kaolinite）が挙げられる。ナノクレー（Nano clays）としては、例えば、シュド・ケミー（Sud Chemie）社から市販品名「ナノフィル（Nanofil）」として入手できるモンモリロナイトを基礎原料としたナノクレー、例えば、ジステアロイルジメチルアンモニウムクロライドにより有機的にインターカレーションされている「ナノフィル１５」および「ナノフィル５」；ヘクトライトを基礎原料としたＵＳカンパニー・エレメンティス・コーポレーション（US company Elemtntis Corp.）社製「ＥＡ１０８」；サザン・クレー（Southern Clay）社製の特にクロイサイト（Cloisite）；エレメンティス・スペシャルティーズ（Elementis Specialties）社製のベントン（Bentone）；ラビオサ・チミカ・ミネラリア（Laviosa Chimica Mineraria）社製の特にデライト（Dellite）が挙げられる。「ナノクレー」または「ナノ鉱物材料」という用語は有機的にインターカレーションされたフィロシリケート類または層状シリケート類それぞれの層状鉱物を意味するものと理解される。このことは当該技術分野で一般的に使用される解釈と一致するものである。
【００３２】
上記したナノ充填材の熱可塑性材料との使用においては、自然発生した、もしくは合成された鉱物またはフィロシリケート類は、疎水性熱可塑性材料により加工処理され得るように、かつ薄片化が達成されるように、まず、親有機性にされなければならない。変性とは、インターカレーションをもたらすように当該鉱物を変性することを意味し、当該変性によって、複数の層の間または複数の管の間に十分に広い部屋が生じ、剪断されたときに当該材料が熱可塑性材料中、分散または薄片化するのを可能にする。インターカレーションにより、高分子材料の一部が層状構造に侵入できる、という効果が発揮されてもよい。
【００３３】
薄片化とは、鉱物材料、複数のナノ鉱物板状物または薄片体の凝集物といった層状構造体が互いに分離し、プラスチック母材中で分散されるようになることを意味する。薄片化中、板状物群は当該板状物群の各板状物の最外領域において劈開し、これによって、より多くの板状物が分離する。薄片化中、充填材は厚みが数ナノメートル程度のシート状態に変形される。
【００３４】
上記した鉱物材料は薄片の間にアルカリカチオン、例えばＫ＋またはＮａ＋、アルカリ土類カチオン、または有機カチオン、例えばイオン交換反応により得られるアルキルアンモニウムカチオンまたはアルキルスルホニウムカチオンを含有してもよい。カチオン交換は通常、アンモニウム界面活性剤、ホスホニウム界面活性剤またはスルホニウム界面活性剤に基づくカチオン性界面活性剤を含有する水相中において行われる。公知の別の方法として酸活性化法がある。この方法においては、例えば塩酸が使用される。
【００３５】
上で定義された鉱物材料は有機化合物で変性され、インターカレーション構造を提供してもよい。有機変性ナノ充填材に適切な有機化合物として、例えば、アルキルアンモニウム化合物、好ましくはアルキル基の炭素原子数が少なくとも１４であるアルキルアンモニウム化合物が挙げられる。アルキルアンモニウム化合物は、ＯＨ、ＣＯＯＨ、アルキル基、アリール基またはそれらの２種以上からなる群から選択される官能基を１種または複数種含有することがより好ましい。剪断速度の低い有機液体中において第四アルキルアンモニウム塩を存在させることにより、層状鉱物、特にクレーに、膨潤特性が付与される。有機化合物は当業者に公知のあらゆる方法により適用されてよく、例えば、第四アンモニウム塩によるイオン交換法が使用されるが、他の方法もまた使用されてもよい。鉱物材料はまた、各種ポリマーにより変性されてもよく、当該ポリマーとして、例えば、ＵＳ−Ａ−５，５５２，４６９号で記載されているようなポリビニルアルコール（ＰＶＡ）またはポリアクリル酸、またはＵＳ−Ａ−５，５７８，６７２号で記載されているようなポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、またはポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が挙げられる。このようなクレーのシート間に十分量のポリマーが吸収され、約１０〜５５オングストロームだけ離れてスペースを空ける。このような充填材はその後、ポリアミドまたはポリエステルなどの熱可塑性材料に混合することができ、配合後、ＵＳ−Ａ−５，７６０，２１号に記載のように薄片化または微分散されている。ナノ充填材はまた、クレーと混和性のある構造単位（Ａ）および母材ポリマーと混和性のある構造単位（Ｂ）を有するマルチブロックコポリマー（multiblock copolymer）によりインターカレーションされていてもよい。クレーはまた、ＵＳ−Ａ−６，４０７，１５５に記載のように、シラン系のカップリング剤およびオニウムイオン（onium ions）の共インターカレーション（co-intercalation）により変性されていてもよい。
【００３６】
ナノ充填材の有機変性に使用される有機化合物は、極性の高いまたは低い化合物であってもよい。本発明においては、極性の高い有機化合物は熱可塑性材料内でのより良好な分散度およびより良好な薄片化度の達成を可能にし、ナノ複合材料の剛性を増大させるので、極性の高い有機化合物を使用することが好ましい。
【００３７】
ナノ充填材における有機化合物の濃度は広範囲内で変更されてもよいが、有機化合物はナノ充填材の重量に対して好ましくは３０〜７０重量％、より好ましくは３０〜４０重量％である。
【００３８】
必要であれば、ナノ充填材には、分散を改善させることを目的として、熱可塑性ポリマーとの混和性を改善させるために、さらにインターカレーション化合物により表面変性してもよい。表面変性としては、例えば、当該ナノ充填材が分散される熱可塑性ポリマーと混和性のあるポリマーによりナノ粒子の表面を被覆することが挙げられる。ナノ充填材には例えば、当該ナノ充填材が分散される熱可塑性ポリマーと同じか、または異なるポリマーを表面被覆してもよい。ナノ充填材には例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはε−ポリカプロラクトンを被覆してもよい。
【００３９】
ナノ充填材と熱可塑性材料との間で生じる相互作用は、インターカレーションされた構造を提供するために使用された有機化合物の種類、特に炭化水素骨格およびそこに存在する官能基の種類および組成により；ナノ充填材自体の種類、特に当該ナノ充填材の表面に存在するイオン性部位により；および熱可塑性材料の種類により決定される。
【００４０】
ナノ充填材としての使用に適した別の材料としては、例えば、実際にカーボンの同素形の１種であるカーボンナノチューブが挙げられ、これは、円筒に巻いて両端で封をされたグラファイトの１種または複数種のリーフレットとして理解されるものである。カーボンナノチューブは、当該ナノチューブが１種、２種または多種のリーフレットから構成されるかに応じて、それぞれ単一壁−いわゆる単一壁ナノチューブ、二重壁ナノチューブまたは多壁ナノチューブから構成されていてもよい。このような用語は当業者によく知られている。カーボンナノチューブはナノシル（Nanocyl）社、バイエル・マテリアル・サイエンス社、アルケマ(Arkema)社（グラファイストレント（Graphistrenght））、チープ・チューブズ・インコーポレイティッド（Cheap Tubes Inc）社およびＣＮＴコーポレーション社から入手可能である。カーボンナノチューブは、純粋なものであっても、部分的に精製されたものであっても、粗製物であっても、または官能基化されたものであってもよい。粗製ナノチューブは、精製中に取り除くことができなかった副生物、例えば、非晶質カーボン、熱分解カーボン、カーボンナノ粒子、カーボンオニオンズ（carbon onions）、フュラーレンス（fullerenes）、カーボン中に封入された金属ナノ粒子、カーボンファイバー、を含有していてもよい。カーボンナノチューブの有利な特性をナノ複合材料に確実に移すためには、非常に安定な束または「塊」に共に凝集するというカーボンナノチューブの本来の傾向を克服する必要があり、これにより、熱可塑性材料中におけるカーボンナノチューブの十分な分散または分布の達成が可能になる。「熱可塑性材料中においてナノチューブが最適に分散する」とは、２つのカーボンナノチューブ間の接触表面積が当該ナノチューブの全表面積の２５％未満、好ましくは１５％未満、より好ましくは１０％未満、さらに好ましくは５％未満、さらにより好ましくは１％未満であるように、熱可塑性材料中においてナノチューブが分散していることを意味する。
【００４１】
本発明での使用に適したカーボンナノチューブは１種または複数種の有機化合物により官能基化されていてもよいし、またはされていなくてもよい。必要であれば、ナノカーボン充填材には、分散を改善させることを目的として、熱可塑性ポリマーとの混和性を改善させるために、表面変性してもよい。表面変性としては、例えば、当該ナノカーボン充填材が分散される熱可塑性ポリマーと混和性のある有機官能基によりナノ粒子の表面を被覆することが挙げられる。表面変性として、ナノカーボン充填材に、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはε−ポリカプロラクトンを被覆してもよい。
【００４２】
本発明においての使用に適した熱可塑性材料の具体例として、例えば、熱可塑性エラストマー、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性ポリイソプレン、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンまたはこれらの材料のうちの２種またはそれ以上の種のブレンドが挙げられる。適した熱可塑性ポリオレフィンの具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはエチレン−プロピレンコポリマーが挙げられ、熱可塑性エラストマーとしては、エチレンと少なくとも１種の炭素数３〜１０のα−オレフィンとのコポリマー、またはこのようなコポリマーのうちの２種またはそれ以上の種のブレンドであり、好ましくはエチレンと１−ブテンとのコポリマーもしくはエチレンと１−オクテンとのコポリマーまたはこのようなコポリマーのうちの２種またはそれ以上の種のブレンドである。適切なポリエステルの具体例としては、ポリエチレンビニルアセテート、ポリアクリレートまたはポリメタクリレート、高分子量脂肪酸エステル、特にポリ−ε−カプロラクトンが挙げられる。ポリ−ε−カプロラクトンは、例えば、ペルストープ（Perstorp）社（ＵＫ）からカーパ（Capa）として入手できる。しかしながら、剛性および靭性のためには、熱可塑性ポリウレタン、アイソタクチックポリプロピレンを使用することが好ましく、透明性のためには、エチレンと１−ブテンのコポリマー、エチレンと１−オクテンのコポリマー、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリ−ε−カプロラクトンを含む熱可塑性ポリウレタンが好ましい。しかしながら、これらの材料のうちの２種またはそれ以上の種のブレンドまたは組み合わせ物も同様に好ましく使用される。
【００４３】
ポリ−ε−カプロラクトンは低融点を有し、かつヒトおよび動物の身体が耐えられる温度で成形できるので特に好ましい。しかしながら、ポリ−ε−カプロラクトンは前記した熱可塑性材料のうちの１種または複数種とのブレンドで使用されてもよい。
【００４４】
想定される用途に応じて、融点が高いまたは低い熱可塑性材料を使用してもよい。本発明において使用に適した熱可塑性材料としては、加工温度が１００℃超、好ましくは１２０〜１８０℃である高温熱可塑性樹脂のシートが挙げられる。このような材料から製造される非可動化装置は、例えば、患者の身体の複数の部分の非可動化のために提供されてもよい。連続生産においては、非可動化装置は、非可動化される当該一部の形状を有する型を用いて製造されてもよい。個別製品のためには、熱可塑性シートの当該一部への直接成形が推奨される。身体の複数部分の非可動化を想定する場合、身体への直接成形が可能なほど溶融温度が十分に低い熱可塑性材料、特に溶融温度が１００℃以下、好ましくは４０〜９０℃、より好ましくは５０〜８０℃の熱可塑性材料を使用することが好ましい。そのような使用に適した材料として、溶融温度が低いポリエステルが挙げられる。特に好ましいのはε−ポリカプロラクトンである。
【００４５】
本発明に係る複合熱可塑性シートおよび非可動化装置の製造に使用されるポリマー組成物は、適正濃度のナノ充填材を含有する適正な混合物として提供されてもよいし、または熱可塑性ポリマーまたは２種またはそれ以上の種の異なる熱可塑性ポリマーのブレンドにおいて高濃度のナノ充填材を含有するマスターバッチから製造されてもよい。このようなマスターバッチは、さらなる量の同じ熱可塑性材料または異なる熱可塑性材料と配合して、非可動化装置用シート材料が製造される混合物を製造してもよい。
【００４６】
本発明の複合熱可塑性シートは、当業者が適していると考えるあらゆる技術を用いて、ナノ充填材−熱可塑性ポリマーブレンドから製造されてもよい。適した具体例としては、押出機での熱可塑性材料−ナノ充填材混合物の溶融押出後、平板押出する方法、射出成形する方法、および加圧成形する方法が挙げられ、これにより、予め決定されている幅、長さおよび厚みを有するシートが製造される。
【００４７】
ナノ充填材を含有し、かつマスターバッチの製造に使用されるポリマー組成物、シート材料または非可動化装置は、使用される技術がポリマー中においてナノ充填材の微細かつ高度な均質分布をもたらす限り、当業者が適していると考えるあらゆる方法により製造されてもよい。このような方法は、押出機において、熱可塑性材料を適正温度で溶融し、ナノ充填材と混合することにより実施することができる。別の適した技術によれば、押出機中、適正温度で溶融混合する方法を用いて、有機変性ナノ充填材を熱可塑性ポリマーと混合する。押出の間、ナノ充填材は高剪断力を受けて、熱可塑性材料におけるナノ充填材の薄片化および微分散がもたらされる。
【００４８】
本発明の非可動化装置においては、熱可塑性材料は、単一シートの形態で使用されてもよいし、または同じまたは異なるナノ充填材含有熱可塑性材料から製造された複数のシート集合体の形態で使用されてもよく、当該シート集合体は互いに連結されている。
【００４９】
複合熱可塑性シートは通常、目的とする用途に適合した厚みを有するものである。身体の一部の非可動化のための非可動化装置として使用する場合、厚みは通常、０．５〜３．２ｍｍであり、好ましくは０．５〜２．０ｍｍ、より好ましくは０．８〜１．５ｍｍ、最も好ましくは１．１〜１．３ｍｍである。通常は約１．２ｍｍまたはそれよりいくらか大きい厚みが使用される。適正厚みを選択する場合、目的とする用途に必要な特性を提供する十分な厚みであることを考慮するだろう。非可動化装置の厚みは、曲げ弾性率および安定性または固定力が当該用途に必要な範囲内であるように、かつ軟化または溶融のために加熱させた後の熱可塑性シートの冷却時間が成形可能なほど十分に長いように、選択されるべきである。
【００５０】
複合熱可塑性シートは中実シートとして使用されてもよいが、当該シートの厚みを貫通して延びる複数の穿孔を有していてもよい。穿孔付きシートは、軽減された重量および蒸発の可能性が患者を快適に改善させるので、好ましい。穿孔とは、熱可塑性シートが複数の孔を有することを意味し、当該穿孔は当該シート材料中ずっと延びている。成形時において、熱可塑性シートは通常、伸びており、穿孔も同様に伸びているので、それらの寸法は大きくなっている。穿孔は任意に適用されてもよいし、または特定のパターンに従って適用されてもよい。熱可塑性材料における穿孔の直径は通常、０．５〜３ｍｍであり、好ましくは１〜２ｍｍである。当該穿孔の寸法およびパターンは通常、熱が当該装置内部に維持されるように選択されるので、成形を可能にするほど十分に長い当該材料の溶融状態からの冷却時間が提供される。
【００５１】
本発明は、層状薄片構造を有する有機変性鉱物、多壁管状構造を有する有機変性鉱物、多壁カーボンナノチューブ、または上記したこれらの材料のうちの２種以上の混合物からなる群から選択される少なくとも１種のナノ充填材を含有する熱可塑性材料の使用であって、身体の一部を非可動化する非可動化装置を製造するための使用にも関する。そのためには、熱可塑性材料およびナノ充填材の混合物を使用することができるし、または熱可塑性ポリマー９５〜７０重量％およびナノ充填材５〜３０重量％を含有するマスターバッチを使用することもでき、当該マスターバッチは熱可塑性ポリマーと溶融および混合されて、非可動化装置を製造するシート材料の製造に適したナノ充填材含有熱可塑性材料が製造される。
【００５２】
本発明はさらに、少なくとも１種のナノ充填材を含有する熱可塑性材料シートの使用であって、非可動化装置を製造するための使用に関する。非可動化装置とは、例えば、手または手の一部、腕またはその一部、脚もしくは足またはそれらの一部の非可動化のための副木、および頭または身体のあらゆる他の部分の非可動化のためのマスクを意味する。しかしながら非可動化装置はまた、当業者が考えるあらゆる他の道具の非可動化のために使用されてもよい。
【００５３】
本発明の非可動化装置は、所望により、２つの部品から製造することができる。第１部品は非可動化される身体の一部を被覆するために提供されるものであり、上記したナノ充填材含有熱可塑性材料から製造される。第２部品はファスナーとして機能するか、または第１部品を支持体表面に取り付けるために機能するものであり、充填材不含熱可塑性材料または他のあらゆるプラスチック材料から製造される。
【００５４】
本発明はさらに、上記した非可動化装置を製造するための方法であって、少なくとも１種のナノ充填材を含有する熱可塑性材料シートを、当該熱可塑性材料の溶融温度に相当する温度に加熱し、非可動化される身体の部分もしくはあらゆる他の道具、または押込式金型へ位置決めし、成形し、放置して冷却する方法に関する。そのために、ナノ充填材含有熱可塑性シートの加熱は、常套的方法において、熱可塑性材料が溶融するまで当該シートを温水浴に浸漬させることにより実施することができる。しかしながら加熱は乾式加熱法を用いて実施することもでき、例えば、ナノ充填材含有熱可塑性シート材料を適正温度のオーブン中で、またはマイクロ波を用いて、または適正温度の温ガス流中で加熱する。
【００５５】
非可動化装置の製造に使用される熱可塑性材料中において薄片化されたナノ充填材が存在するため、熱可塑性材料の機械的特性が改善され、特に屈曲弾性率または曲げ弾性率が上昇する。上昇した曲げ弾性率は、厚みが減少した熱可塑性シートを非可動化装置の製造に使用することを可能にし、このように、Ｘ線に対する当該材料の透明性を少なくとも維持し、通常は改善する。当該充填材含有熱可塑性シートの上昇した曲げ弾性率は、安定性が改善された非可動化装置を得ることを可能にし、他方では、非可動化装置の安定性について屈服することなく、熱可塑性シートの厚みを減少させることを可能にする。その上、ナノ充填材を含有する熱可塑性材料は、融点まで加熱された後の冷却および結晶化による収縮がより小さい。その結果、溶融シートから成形された非可動化装置により生じる収縮力は減少するので、患者への快適さは改善される。従って、上記したように熱可塑性材料中への適正量のナノ充填材の混合は、安定性および固定力が改善された非可動化装置の製造を可能にする一方で、収縮度を制限し、患者への快適さを改善する。
【００５６】
充填材粒子は薄片化または解離され、ポリマー母材中、ナノスケールで分散しているので、ナノ充填材の充填材濃度は相対的に低く維持されてもよい。
【００５７】
本発明を添付の実施例によりさらに説明する。
【実施例】
【００５８】
実施例１
複合材料は、ペルストープ（Perstorp）ＵＫ社から入手したε−ポリカプロラクトン  カーパ（Capa）に、以下の表１に示すようにカーボンナノチューブを０．２５〜２．５重量％混合することにより製造した。以下の種類のカーボンナノチューブを用いた：バイエル・マテリアル・サイエンス社から入手したバイチューブズ（Baytubes）、およびアケマ（Akema）社から入手したグラファイストレント（Graphistrenght）。混合は、バッチ操作式ラボ・スケール二軸スクリューＤＳＭマイクロコンパウンダー（batch-operated lab-scale twin-screw DSM Micro Compounder）（１５ｃｃ、Ｎ２パージ、スクリュー回転速度１７０ｒｐｍ）を用いて行い、押出機滞留時間は３０分間であった。このようにして得られた複合材料を、アギラ（Agila）ＰＥ３０油圧機により、１４０℃、１００ｂａｒ圧でシートに圧縮成形した。
【００５９】
導電率を評価するために、キースリー（Keithley）６５１２プログラム式エレクトロメーターを用いて、ナノ複合シートの表面で４点導電率測定を行った（電流範囲１．１×１０−６〜１．１×１０−２；電圧範囲１０−４〜１００Ｖ）。エレクトロン・マイクロスコピー・サイエンス社から供給されたコロイドグラファイトペーストを用いて、試料と測定用電極との間の適正な接触を確保した。結果を以下の表１にまとめる。
【００６０】
【表１】
0005619922.tif 000002
【００６１】
実施例２
複合材料は、ペルストープ社から入手したε−ポリカプロラクトンに、表２に示すナノ充填材をそれぞれ５重量％混合することにより製造した。混合は、ラボ・スケール二軸スクリューコンパウンダー型ＺＳＫ−１８（コペリオン（Coperion）社）を用いて行った。このようにして得られた複合材料を、アギラＰＥ３０油圧機により、１４０℃、１００ｂａｒ圧でシートに圧縮成形した。
【００６２】
リオイド・インスツルメンツ（Lloyd Instruments）ＬＲＸプラス装置を用いて、３点曲げ方式、９０ｍｍスパン、２１℃撓み４ｍｍにて、割線モジュラスまたは曲げ弾性率を測定した。各試料について３つの測定値の平均値を求めるものであり、測定は、複合材料を実施例１に記載のように圧縮成形し２１℃で保存してから７日後に実施した。試料の寸法は１３０×３０×１．６ｍｍであった。
【００６３】
【表２】
0005619922.tif 000003
【００６４】
実施例３
複合材料は、ペルストープＵＫ社から入手したε−ポリカプロラクトン  カーパに、ナノフィルＳＥ３０１０およびクロイサイト１０Ａをそれぞれ３重量％および１０重量％混合することにより製造した。混合は、バッチ操作式ラボ・スケール二軸スクリューＤＳＭ  イクスプローラー・マイクロコンパウンダー（batch-operated lab-scale twin-screw DSM Xplore Micro Compounder）（１５ｃｃ、Ｎ２パージ、スクリュー回転速度１７０ｒｐｍ）を用いて行い、押出機滞留時間は３０分間であった。このようにして得られた複合材料を、アギラＰＥ３０油圧機により、１４０℃、１００ｂａｒ圧でシートに圧縮成形した。
【００６５】
リオイド・インスツルメンツＬＲＸプラス装置を用いて、３点曲げ方式、９０ｍｍスパン、２１℃撓み４ｍｍにて、割線モジュラスを測定した。各試料について３つの測定値の平均値を求めるものであり、測定は、複合材料を実施例１に記載のように圧縮成形し２１℃で保存してから７日後に実施した。試料の寸法は１３０×３０×１．６ｍｍであった。結果を表３にまとめる。
【００６６】
【表３】
0005619922.tif 000004
【００６７】
実施例４
複合材料は、ダウ・ケミカル社から入手したポリプロピレン−co−ＰＥに、表４に示す各材料を５重量％混合することにより製造した。混合は、ラボ・スケール二軸スクリューＺＳＫ−１８（コペリオン社）を用いて行った。このようにして得られた複合材料を、アギラＰＥ３０油圧機により、２２０℃、１００ｂａｒ圧でシートに圧縮成形した。
【００６８】
リオイド・インスツルメンツＬＲＸプラス装置を用いて、３点曲げ方式、９０ｍｍスパン、２１℃撓み４ｍｍにて、割線モジュラスを測定した。各試料について３つの測定値の平均値を求めるものであり、測定は、複合材料を実施例１に記載のように圧縮成形し２１℃で保存してから７日後に実施した。試料の寸法は１３０×３０×３．２ｍｍであった。結果を表４にまとめる。
【００６９】
【表４】
0005619922.tif 000005
【００７０】
実施例５
以下の表５に示すナノ材料を表示の濃度で含有するε−ポリカプロラクトンを用いて、フラットダイを備えた工業的スケールの二軸スクリュー押出機により、熱可塑性シートを製造した。基準材料として充填材を含有しないε−ポリカプロラクトンを用いた。製造された各シートは表５に示す厚みを有していた。各シートから、顔を覆うための図１に示すような非可動化標準マスクを製造した。ε−ポリカプロラクトンナノ複合体を基礎材料としてこのように得られたマスクの安定性を以下のように測定した。ベルギー特許第１０１５０８１号明細書に記載の方法に基づいて特別に設計された器具であって、マスクの収縮力および安定性を測定することができ、かつ／または人頭模型上で成形されたマスクに様々な固定力（fixation forces）を印加するものを用いた。特定の固定力をマスクに印加し、１００Ｎの水平力が人頭模型に印加されるときの人頭模型の水平変位（ｍｍ）により、マスクの固定に関する安定性を表している。
【００７１】
【表５】
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【００７２】
表５より、ナノ充填材の含有により非可動化装置の安定性が有意に改善され得る、という結論を出すことができる。改善された安定性は、充填材を含有しないε−ポリカプロラクトンシートと同じ厚みのナノ充填材含有ε−ポリカプロラクトンシートから製造されたマスクから認められるし、厚みがもっと小さいシートのものからも認められる。シート厚みが６０％に低下した場合であっても、改善された安定性が認められた。
【００７３】
実施例６
工業的スケールの押出機およびナノ充填材としてのナノシル７０００を用いて、実施例５の方法に従ってナノ複合材料を製造した。このようなシート材料より、厚みが１．２〜２ｍｍで異なる２０×５０ｍｍの試料を裁断した。２点電気的多機能測定器（two point electrical multi measuring instrument）を用いて、このようにして得られた熱可塑性試料の体積抵抗を測定した。銀またはグラファイトペーストを用いて、クランプと試料と電気的接触を改善させる。結果を以下の表６に示す。表６にまとめられた結果より、熱可塑性シート材料の厚みが増大することにより、抵抗が減少することが現れている。
【００７４】
【表６】
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【００７５】
ナノ複合化熱可塑性シート材料が導電性を有するという事実から、適切な電圧を印加して交流または直流を使用することにより、当該シート材料を加熱および溶融させることが可能である。
【００７６】
表６で開示されたシートを融点に加熱し、冷却した後、様々な交流電圧を試料の縁に印加した。表７より、室温での試料の抵抗は、最初の７０°〜８０℃への溶融およびその後の２１℃への冷却の後、減少したことが理解できる。さらには、最初の溶融の後および冷却の後の抵抗は、シートの厚みの影響を受けないものと考えられる。
【００７７】
【表７】
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【図１】
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【図２】
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